低金属丰度矮星系对 Mrk 709 中的候选大质量黑洞

现今寄居着大质量黑洞 (BH) 的矮星系的出现频率及其性质，可为高红移黑洞种子的起源提供重要约束。在此，我们利用钱德拉 X 射线天文台 (Chandra X-ray Observatory) 和卡尔·G·央斯基甚大阵列 (Karl G. Jansky Very Large Array)，对低金属丰度、正在形成恒星的矮星系系统 Mrk 709 进行了高分辨率 X 射线和射电观测。这些数据揭示了空间位置重合的硬 X 射线和射电点源，其光度表明存在一个吸积的大质量黑洞 ($M_{\mathrm{BH}} \sim 10^5$--$10^7 M_{\odot}$)。基于斯隆数字巡天 (SDSS) 的成像，我们发现 Mrk 709 由一对看似正在相互作用的致密矮星系组成。候选大质量黑洞的位置与南部星系 (Mrk 709 S) 的光学中心一致，而在北部星系 (Mrk 709 N) 中未观测到活动黑洞的证据。我们推导出 Mrk 709 S 和 Mrk 709 N 的恒星质量分别约为 $M \sim 2.5 \times 10^9 M_{\odot}$ 和 $M \sim 1.1 \times 10^9 M_{\odot}$，并展示了宿主黑洞的 Mrk 709 S 的 SDSS 光谱分析。Mrk 709 的金属丰度仅为太阳的约 10\%，是拥有活动星系核证据的金属丰度最低的星系之一。此外，这一发现增加了越来越多的证据，表明大质量黑洞可以在矮星系中形成，且深度、高分辨率的 X 射线和射电观测非常适合揭示隐藏在光学波段下的吸积大质量黑洞。